GSM-R在铁路通信中的应用

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　　摘  要：铁路在我国的陆上交通体系中一直占有极为重要的地位，近年来我国通过建设高铁网络已将我国铁路产业由原先的跟随者向领跑者方向转变。铁路系统的升级是全方位的，囊括了铁路基础设施、通信系统、供电系统等。GSM-R技术是铁路通信系统升级和换代的新一代技术，通过GSM-R技术不仅能够改善现有的铁路语音通信质量同时也能够作为数据交换业务的基础平台。文章在分析GSM-R技术特点的基础上就GSM-R技术在铁路通信中的应用进行了分析阐述。
　　关键词：铁路通信系统;GSM-R技术;应用
　　中图分类号：TN929.5      文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）09-0172-02
　　Abstract： Railway has always played a very important role in China's land transportation system. In recent years， through the construction of high-speed rail network， China's railway industry has changed from a follower to a leader. The upgrading of the railway system is omni-directional， including railway infrastructure， communication system， power supply system and so on. GSM-R technology is a new generation technology for upgrading and upgrading of railway communication system. GSM-R technology can not only improve the quality of existing railway voice communication， but also serve as a basic platform for data exchange services. Based on the analysis of the characteristics of GSM-R technology， this paper analyzes and expounds the application of GSM-R technology in railway communication.
　　Keywords： railway communication system; GSM-R technology; application
　　前言
　　GSM-R技術的应用在提高语音通话质量的同时也为铁路通信系统发展无线通信提供了良好的作业平台，GSM-R技术的应用能够使得铁路系统原有的列车诊断、车辆通信得到较大的提升，同时还发展了列车的车辆跟踪、货物定位跟踪等的新业务。GSM-R技术正在逐步应用于铁路通信系统中，GSM-R技术的应用将会使得铁路通信以及铁路信息化建设进入一个新的阶段，更好地保障铁路运行安全。
　　1 GSM-R技术的特点
　　GSM-R技术是一种应用于铁路通信系统中的先进技术，其开发之初旨在为铁路的建设、管理和运营提供通信调度和指挥，此外，在上述功能的基础上添加了优先级和广播呼叫功能，从而使得铁路通信系统不仅能够在语音通信领域，同时在信息数据传输、处理能力等方面都得到了较大幅度提升，从而使得铁路运营调度更加方便、安全。GSM-R系统所采用的通信频段在915MHz±945MHz之间，其中基站所接收的上行频段为885MHz-889MHz之间，而下行频段则为930MHz-934MHz之间，采用上述频段是由于该频段不仅安全、抗干扰能力强，同时使用成本也较低。GSM-R系统能够满足高速铁路的运行需求，尤其是现代高铁系统运行速度极快，以往的通信技术在高铁高速运行过程中将无法满足通信需求，GSM-R技术有效解决了这一问题，据相关测试试验表明，GSM-R技术能够在高铁列车以350km/h运行时仍保持良好的通信效果，且抗干扰能力极强，能够满足山区、城区等各种复杂地形。
　　 GSM-R系统是依托GSM所发展起来的，囊括有线、无线及其他网络通信接口，采用的是GMSK调制，其最大调制速度能够达到279kb/s。相较于GSM技术GSM-R系统不仅兼具GSM所有的功能和特性同时在铁路通信系统的应用中还具有良好的应用性，及GSM标准为基础的数据传输将固定传输拓展为移动传输的自动化数据传输，从而使得地面控制中心所接收到的数据更加快捷、可靠。GSM-R最大的优点是将GSM、PDN、IP和TETEA有机结合在了一起，具备多种信息数据接口，铁路系统可以依托GSM-R技术搭建起运营管理信息平台。需要注意的是GSM-R系统所加入的语音广播、语音组呼和优先级功能能够更好地服务于铁路运输系统，囊括以往所无法囊括的一些特殊要求。
　　GSM-R系统由网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和业务支撑子系统（OSS/BSS）和终端设备等四个部分所组成。其中网络子系统是依托与移动交换中心而建立起来的，其与基站之间的连接借助于各种数据接口，能够传输各种数据和语音呼叫，是承担着数据和通信管理的重要组成部分。基站子系统主要囊括数据基站控制器和信息收发机构等两大部分，其中基站控制器主要是用于管理收发机和MSC之间的数据传输，其有多通道能够连接多台收发机。而基站收发信机则主要用于对无线网络和动态通信的接口管理。
　　2 GSM-R系统在铁路通信中的应用 　　2.1 GSM-R系统在通信调度领域中的应用
　　 TDCS系统是用于列车调度管理的系统，其通过收录列车编号与运行方向，并对沿线所运行的列车按照速度、通行情况进行适时调度，TDCS系统具有极其强大的运算与监控功能，能够结合需求对运行在铁路线上的各列车进行监控、调度。在调度指令下发后就需要借助与GSM-R系统的网络进行无线信号的传输，通过GSM-R网络数据能够确保列车上的无线通信设备及时、准确接收到所传输的调度数据。调度指令是由TDCS系统所下发的，其具有较高的优先级，从而要求列车通信系统能够清晰、准确、及时地收到调度信息并予以响应。此外，GSM-R系统应用在铁路通信系统中时，还能够建立起调度员与列车驾驶员之间的直接联系，保障两者之间的无障碍通话需求，尤其是高速列车的通话需求，高速列车运行速度较高，传统的通信方式将使得通信遭受极大干扰，通信的可靠性和稳定性都无法满足要求。GSM-R系统则克服了这些缺陷，有力地保障了列车司机与调度之间的信息通畅，从而为列车的安全运行打下了良好的基础。
　　2.2 GSM-R系统在机车同步控制领域中的应用
　　列车运行主要依靠机头的牵引，对于一些重载、高速的线路更是需要多个机头协同运作共同对列车车厢进行牵引，为最大限度地发挥出各个机头的作用，在多机头牵引作业中要确保各机头具有高度的一致性，避免各机头因协同问题而影响牵引效果。借助于GSM-R系统指挥中心可以对列车的运行数据进行同步操纵，通过GSM-R网络可以实现不同机车之间的信息交互，通过信息化的交互处理提高对于机车运行的协调管控。
　　2.3 GSM-R系统为旅客服务提供方便
　　GSM-R系统的应用将能够有效提升铁路系统的信息化水平，在将其应用于客票系统时能够更好地为旅客在信息查询、车票购买提供便利，旅客的车票查询和车票购买等操作都将更加方便，借助于GSM-R技术旅客可以更好地对列车的运行信息进行查询，掌握列车运行的相关信息，以便结合自身需求完成车票的购买。此外，GSM-R技术所带来的列车信息更加完善，列车调度系统可以结合列车的运行信息适时的调整列车的进站顺序，调成列车运行强度。GSM-R系统所建立的无线通信网络能够保障列车具有良好的应急通信，GSM-R技术的应用不仅能够有效提升列车自动化控制水平，同时能够建立起另一条通信线路，在列车通信出现问题时能够借助于无线通信系统进行紧急呼叫。尤其是在某一无线电通道发生堵塞时，借助于GSM-R技术能够快速完成应急通讯的连接，且这一通讯线路享有较高的优先权，确保铁路通信线路的通畅。
　　GSM-R系统是一种与我国铁路系统相契合的通信技术，早在2000年年底我国就已经确定了以GSM-R技术为技术路线的铁路通信系统发展路线，经过不断研究发展形成了良好的GSM-R技术体系，同时高速铁路的发展对于铁路通信系统提出了新的要求，GSM-R系统所具有的前瞻性良好地补充了这一需求，GSM-R系统具有良好的通信效果和抗干扰性，将GSM-R系统应用于高铁通信时能够满足通信需求。GSM-R技术的通信网络由GSM业务、基本信息业务和语音调度业务组成，这一组成系统良好地满足了铁路通信需求。
　　3 GSM-R系统的发展方向
　　GSM-R系统有着良好的发展前景，随着GSM-R技术体系中的GPRS应用研发得到突破，使得GSM-R技术的发展应用进入了一个崭新的阶段。新时期，铁路运输业务将更加繁忙，其对于良好的高效的通信系统的需求也更加强烈，但是在通信频率资源日趋紧张的情况下，GPRS技术的突破在实现通信数据高效、安全传输的情况下还能够借助于GPRS分组功能完成通信资源的高效整合，实现在现有频率资源不变的情况下完成各种通信资源的整合和高效利用，为铁路通信系统的建设提供良好的数据通信平台。
　　 GSM-R技术的发展应用需要良好的开放性，在增强GSM-R技术开放性方面要求GSM-R设备的生产厂商加强互联互通，做好不同设备厂商之间的协调沟通，通过建立起通用性的标准和体系，构建通用的接口和网络增强GSM-R技术的开放性。充分利用全程化网络解决方案，按照现有多目标网络实现网络的规划和建设，以总体效益为目标完成铁路通信网络的建设，实现网络的长远健康发展。
　　GSM-R技术的发展应用还需注意信息数据的安全问题。在信息化越来越发达的今天，良好的通信网络需要强力的信息安全防护。在GSM-R技术的发展应用中需要做好信息安全平台的建设，从信息传输、互联通信环节入手，做好信息数据的加密防护，保障通信安全。铁路通信专用网络和共用网络及GSM-R技术所带来的无线网络和有线网络之间的信息通信都需要加强防护。在完成基于GSM-R技术的信息平台优化的基础上，才能完成铁路通信的一体化建设，保障铁路信息系统中所传输的各项数据能够有效传达和发送。
　　4 结束语
　　GSM-R技术是基于现代快速发展的通信、自动化技术所发展起来的新一代网络通信技術，其在铁路通信领域能够发挥出极好的效果。本文在分析GSM-R技术特点的基础上就GSM-R技术在铁路通信系统中的应用进行了分析介绍。做好GSM-R技术的应用将有助于实现铁路通信系统的升级换代，提高铁路通信系统的运行保障水平。
　　参考文献：
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